“重网格化表面”工艺是连接原始几何形状和可靠模拟数据之间的关键准备步骤。它通过清理表面缺陷和整合小型网格单元以创建均匀的拓扑结构,直接提高了精度。这可以防止数值计算错误,并确保载荷下的应变数据能够反映晶格的实际物理行为。
通过标准化网格质量和消除几何异常,重网格化消除了人为的应力集中(奇点),确保模拟结果与零件的真实物理刚度相匹配。
提高几何完整性
修复表面缺陷
原始的晶格结构通常包含在设计或初始网格化阶段产生的微小几何缺陷。
重网格化工艺会主动清理这些缺陷,创建一个防水且连续的表面。这为任何后续的有限元分析(FEA)奠定了有效的基础。
实现均匀的网格质量
模拟的精度在很大程度上取决于网格单元的一致性。
此工艺会整合晶格结构中的小型网格单元。这种整合确保了整个网格质量的均匀性,防止出现可能扭曲结果的低分辨率区域。
增强模拟的可靠性
消除数值奇点
在模拟中,“奇点”通常代表由于几何形状不良而导致计算崩溃的点,从而产生无限大或不切实际的应力值。
通过创建均匀的表面,重网格化工艺消除了这些潜在的数值奇点。这确保了解算器能够收敛到一个代表现实而非几何错误的数学解。
验证物理刚度
模拟的最终目标是预测零件在现实世界中的行为方式,例如确定鞋底的刚度。
重网格化确保在特定载荷下获得的应变数据——例如标准的 50 N 载荷——能够准确反映结构的真实物理刚度。没有这一步,模拟可能会因为网格伪影而不是设计本身而返回人为的刚度值。
绕过重网格化的风险
“输入垃圾,输出垃圾”效应
跳过重网格化工艺不仅会降低精度;它还会损害整个分析的有效性。
没有干净、均匀的网格,模拟可能会产生表面上看起来正确但在数学上存在缺陷的数据,这是由于几何缺陷造成的。
性能的假阴性
在鞋类等应用中,未经重网格化的模型可能会因为计算错误而表明晶格太软或太硬。
这会导致不正确的设manbetx手机版登录计决策,因为应变数据与实际制造零件的物理特性不符。
为您的目标做出正确选择
为了确保您的晶格模拟产生可操作的工程数据,请考虑以下几点:
- 如果您的主要重点是模拟保真度:请务必应用重网格化表面工艺,以确保应变输出与真实的物理刚度相关。
- 如果您的主要重点是解决收敛问题:使用重网格化来消除导致模拟求解器失败或停滞的几何奇点。
将表面重网格化视为有效结构分析的强制性先决条件,而不是可选的润饰。
总结表:
| 特征 | 重网格化对模拟的影响 | 对结果的好处 |
|---|---|---|
| 几何完整性 | 修复表面缺陷并创建防水模型 | 防止 FEA 求解器故障 |
| 网格均匀性 | 整合小型单元以实现一致的拓扑结构 | 消除人为的应力集中 |
| 数值稳定性 | 消除几何奇点 | 确保数学收敛 |
| 物理验证 | 使应变数据与现实世界的刚度保持一致 | 准确预测零件性能 |
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参考文献
- Mohammad Javad Hooshmand, Mohammad Abu Hasan Khondoker. Machine Learning Algorithms for Predicting Mechanical Stiffness of Lattice Structure-Based Polymer Foam. DOI: 10.3390/ma16227173
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .